拾繪英文繪本讀書會

G力（G-Force）原為一航空專有名詞，現在廣泛做為移動或改變切線，或是加速度與減速度時承受力道的單位。

定義

G即為一個地球表面的重力加速度，在航空中1G定義為航空機在海平面飛行時的升力和受到地球引力而往下吸引的力量相平衡時；而當飛行器改變慣性，如加減速或是進行非直線動作時即會產生正或負的G力。

當飛行器加速或攀升，而導致重力由上往下，或進行非直線的動作的離心力，就會產生正G力，產生G力與地面位置無直接關係而與飛行器原有位置及方向有關，例如飛行器上下顛倒並往地面接近時，即使地面是在下方亦會產生正G力。

相對的當飛行器減速或下降而使重力由下往上時，就會產生負G力，此時的上下亦與地面位置無直接關係。

當前航空科技已發展出向量噴嘴及新操控方式和組件，能使飛行器的行進方向與機身方向不同，此時機鼻方向的改變也會造成G力。

【G-Force是甚麼？】

G-Force的“G”是“gravity”的縮寫，地球產生的重力加速度的意思。其實不管是汽車或是雲霄飛車談到G-force，都是在談車子的加速度，只是一般人對重力加速度的大小最有感覺，所以常把加速度的大小和地球產生的重力加速度來比較，才會有加速度是1G、2G、3G之類的說法。

加速度和“Force”－力的關係，則要複習一下您國中物理學過的牛頓第二運動定律，公式是F=ma，力(F, Force)等於質量(m, mass)乘上加速度(a, acceleration)。加速度相同時所受到力的大小，和物體的質量成正比，所有的物體都受到地球施加的重力，這個公式中的加速度放進重力加速度g的話，得到的F=mg也就是物體的重量。

在遊樂園玩雲霄飛車或自由落體時，一開始常常把列車推到最高點，然後用幾乎自由落體的方式筆直往下掉落，這時候列車的加速度就是地球的重力加速度，也就是1G。1G加速度到底有多大？重力加速度的大小是9.8（單位是m/sec²），意思是說以1G的加速度加速1秒鐘，速度會從零增快到每秒9.8公尺（相當於時速35.3公里），加速2秒鐘速度的話速度會增快到每秒19.6公尺（時速70.6公里），以此類推。

影響

其實在生活中隨時都會產生額外G力，但是多半因為過於微小因此往往被忽略，若要明顯體驗則可利用高速的器材或交通工具，例如雲霄飛車或民航機，但此類方式所產生的G力仍舊在一般人體的可承受範圍之內，而對於隨時在進行超高速動作飛行器上的飛行員而言，G力卻是不可忽視的一個重要關鍵，且往往決定生死。

首先是飛行器的組件，包括蒙皮及剛性結構、接合點…皆有可能因為高或長期的G力之影響，而產生材質疲勞或劣化，極有可能會造成損壞而導致嚴重後果，甚至是支撐不住而空中解體。

一般而言，正常狀態下的人體所能承受的最大極限為正9G到負3G之間，而當正G力越大時，血液會因壓力而從頭部流向腿部而使腦部血液量銳減，此時二氧化碳濃度會急遽增加，並因缺血缺氧而影響視覺器官造成所謂的「黑視症」（Blackout）。

反之，當負G力過大時，身體的血液會反向的由下往腦部集中，造成腦部充血危及微血管，同時眼球也因過度充血而使得進入的光線都呈現血液色，稱為「紅視症」（Redout）。

一般來說，短暫的「紅視症」與「黑視症」只是人體自我保護機制產生的警訊，用以警告人體已經瀕臨極限，倘若繼續維持甚至增加G力，腦部將再因保護機制而關機：昏厥，此時位於空中的飛行器即有極度危險；接著，當G力超過人腦所能負荷極限時，則人腦將因長時間過度缺氧或充血的血管破裂而造成永久性傷害，最嚴重的即是因腦部嚴重損壞而死亡，或是脆弱的內部組織因持續遭受高G力而產生破裂，造成嚴重出血並危及生命。

另外根據研究，許多飛航意外喪生的乘客，都是因為墜落過程或觸地一瞬間產生的強大G力即已死亡，而非之後的災難（火災、壓迫……）而導致死亡。

對策

目前最有效也最普遍的減緩方式是抗G衣，當高正G力產生時，飛行員所穿著的抗G衣即會在四肢充氣增加壓力藉以逼使血液回流至腦部；但是一般抗G衣會因手部末端充氣而導致無法精準操控，因此部分新式抗G衣增加自我監測微調或利用液壓而達到精準的血液流量控制。

動態恢復是現在正研究的一種輔助方式，系統隨時監測飛行員的生理狀態，當飛行員陷入昏厥時系統自動接手飛行器，將飛行器校正至G力較小的狀態，同時利用刺激裝置（電擊、嗅覺……）使飛行員清醒。 

【生活中你也能感受到的G力】 

G力, 就是 Gravity 重力, 地心引力 
2G =重力的兩倍 
3G =重力的三倍 
如果你有乘坐過雲霄飛車, 當你快速向下, 或旋轉的時候, 那個拉扯的感覺就是重力. 
對於戰機來說, 不同的飛行速度, 方向, 靈活的動作, 所會接受的G力程度就會有所不同. 飛機要抵抗那份力量, 才能穩定飛行. 飛機本身的結構也一定要夠穩定, 堅固才能承受強烈的G力. 所以一台飛機一定是經過很多的測試. 
對於飛行員也是一樣的, 必須要有很多的訓練, 因為在強大的G力下, 飛行員本身是要能承受而且習慣的, 還要能專注的操作和完成自己本來的任務 

在坐雲霄飛車時有些急轉彎或是360°斛斗(LOOP)時，會造成血液向下流動，雲霄飛車的設計G力大約3.5~ 4G ，一般人的生理情況在超過4G 以上，要是沒有做抗G動作的話，就會因沒有足夠的血液供應至大腦而造成灰視，如果還沒有抗G動作改善這個情況，就會黑視，視力完全變黑，再惡化就會喪失意識，這就是G-LOC(G-force induced Loss Of Consciousness)， 有許多的飛行失事或是空中意外事件，就是因為大G力的飛行動作而造成人員的昏迷，而導致失事。 

G並不是一種力,它是重力加速度=9.8M/秒平方的意思,由來則是因為地球有質量,它對地球上物體的吸引所造成的加速度,假設一個體重M的人,那麼他在地球上的體重W=Mg,又因為重力加速度跟地球質量成正比且跟離地心距離平方成反比,但是就算爬到世界最高峰喜馬拉雅山8848公尺來跟地心距離比較也都是微不足道,所以通常我們都把重力加速度視為定值,所以並不會因為你所在位置而有所變化,至於坐電梯加速向上時體重似乎會增加,其實那不是重力加速度改變,而是因為電梯施於人一個往上的正向力造成的,所以當你坐一台加速往上的電梯時,如果你再電梯擺一個體重計秤重,你會發現體重計的指針往上飆。

◎以上查詢資料來源: 摘要取自於網路(維基百科等公開資料庫相關分享說明) 

◎圖片來源: 摘要取自於網路(電影“Gravity”-地心引力的海報劇照) 

◎資料整理摘要: By Rebecca